502问题怎么排查？
The following article is from 小白debug Author 小白
刚工作那会，有一次，上游调用我服务的老哥说，你的服务报"502错误了，快去看看是为什么吧"。
当时那个服务里正好有个调用日志，平时会记录各种200,4xx状态码的信息。于是我跑到服务日志里去搜索了一下502这个数字，毫无发现。于是跟老哥说，"服务日志里并没有502的记录，你是不是搞错啦？"
现在想来，多少有些不好意思。
不知道有多少老哥是跟当时的我是一样的，这篇文章，就来聊聊502错误是什么？
我们从状态码是什么开始聊起。
HTTP状态码
我们平时在浏览器里逛的某宝和某度，其实都是一个个前端网页。
一般来说，前端并不存储太多数据，大部分时候都需要从后端服务器那获取数据。
于是前后端之间需要通过TCP协议去建立连接，然后在TCP的基础上传输数据。
而TCP是基于数据流的协议，传输数据时，并不会为每个消息加入数据边界，直接使用裸的TCP进行数据传输会有"粘包"问题。
因此需要用特地的协议格式去对数据进行解析。于是在此基础上设计了HTTP协议。详细的内容可以看我之前写的《既然有HTTP协议，为什么还要有RPC》。
比如，我想要看某个商品的具体信息，其实就是前端发的HTTP请求中传入商品的id，后端返回的HTTP响应中返回商品的价格，商店名，发货地址的信息等。
这样，表面上，我们是在刷着各种网页，实际上背后正有多次HTTP消息在不断进行收发。
但问题就来了，上面提到的都是正常情况，如果有异常情况呢，比如前端发的数据，根本就不是个商品id，而是一张图片，这对于后端服务端来说是不可能给出正常响应的，于是就需要设计一套HTTP状态码，用来标识这次HTTP请求响应流程是否正常。通过这个可以影响浏览器的行为。
比方说一切正常，那服务端返回个200状态码，前端收到后，可以放心使用响应的数据。但如果服务端发现客户端发的东西异常，就响应个4xx状态码，意思是这是个客户端的错误，4xx里头的xx可以根据错误的类型，再细分成各种码，比如401是客户端没权限，404是客户端请求了一个根本不存在的网页。反过来，如果是服务器有问题，就返回5xx状态码。
但问题就来了。
服务端都有问题了，搞严重点，服务器可能直接就崩溃了，那它还怎么给你返回状态码？
是的，这种情况，服务端是不可能给客户端返回状态码的。所以说，一般情况下5xx的状态码其实并不是服务器返回给客户端的。
它们是由网关返回的，常见的网关，比如nginx。
nginx的作用
回到前后端交互数据的话题上，如果前端用户少，那后端处理起请求来，游刃有余。但随着用户越来越多，后端服务器受资源限制，cpu或者内存都可能会严重不足，这时候解决方案也很简单，多搞几台一样的服务器，这样就能将这些前端请求均摊给几个服务器，从而提升处理能力。
但要实现这样的效果，前端就得知道后端具体有哪些个服务器，并一一跟他们建立TCP连接。
也不是不行，但就是麻烦。
但这时候如果能有个中间层挡在它们中间就好了，这样客户端只需要跟中间层连接，中间层再和服务器建立连接。
于是，这个中间层就成了这帮服务器的一个代理人一样，客户端有啥事都找代理人，只管发出自己的请求，再由代理人去找某个服务器去完成响应。整个过程下来，客户端只知道自己的请求被代理人帮忙搞定了，但代理人具体找了那个服务器去完成，客户端并不知道，也不需要知道。
像这种，屏蔽掉具体有哪些服务器的代理方式就是所谓的反向代理。
反过来，屏蔽掉具体有哪些客户端的代理方式，就是所谓的正向代理。
而这个中间层的角色，一般由nginx这类网关来充当。
另外，由于背后的服务器可能性能配置各不相同，有些4核8G，有些2核4G，nginx能为它们加上不同的访问权重，权重高的多转发点请求，通过这个方式实现不同的负载均衡策略。
nginx返回5xx状态码
有了nginx这一中间层后，客户端从直连服务端，变成客户端直连nginx，再由nginx直连服务端。从一个TCP连接变成两个TCP连接。
于是，当服务器发生异常时，nginx发送给服务器的那条TCP连接就不能正常响应，nginx在得到这一信息后，就会返回5xx错误码给客户端，也就是说5xx的报错，其实是由nginx识别出来，并返回给客户端的，服务端本身，并不会有5xx的日志信息。所以才会出现文章开头的一幕，上游收到了我服务的502报错，但我在自己的服务日志里却搜索不到这一信息。
产生502的常见原因
在rfc7231中有关于502错误码的官方解释是
502 Bad Gateway
The 502 (Bad Gateway) status code indicates that the server, while acting as a gateway or proxy, received an invalid response from an inbound server it accessed while attempting to fulfill the request.
翻译一下就是，502 (Bad Gateway) 状态代码表示服务器在充当网关或代理时，在尝试满足请求时从它访问的入站服务器接收到无效响应。
汝听，人言否？
这对于大部分编程小白来说，不仅没解释到问题，反而只会冒出更多的问号。比如，这上面提到的无效响应到底指的是什么？
我来解释下，它其实是说，502其实是由网关代理（nginx）发出的，是因为网关代理把客户端的请求转发给了服务端，但服务端却发出了无效响应，而这里的无效响应，一般是指TCP的RST报文或四次挥手的FIN报文。
四次挥手估计大家背的很熟了，所以略过，我们来重点说下RST报文是什么。
RST是什么？
我们都知道TCP正常情况下断开连接是用四次挥手，那是正常时候的优雅做法。
但异常情况下，收发双方都不一定正常，连挥手这件事本身都可能做不到，所以就需要一个机制去强行关闭连接。
RST 就是用于这种情况，一般用来异常地关闭一个连接。它是TCP包头中的一个标志位，在收到置这个标志位的数据包后，连接就会被关闭，此时接收到 RST的一方，在应用层会看到一个 connection reset 或 connection refused 的报错。
而之所以发出RST报文，一般有两个常见原因。
服务端过早断开连接
nginx与服务端之间有一条TCP连接，在nginx将客户端请求转发给服务端时，他两之间按道理会一直保持这条连接，直到服务端将结果正常返回后，再断开连接。
但如果服务端过早断开连接，而nginx却还继续发消息过去，nginx就会收到服务端内核返回的RST报文或四次挥手的FIN报文，迫使nginx那边的连接结束。
过早断开连接的原因常见的有两个。
第一个是，服务端设置的超时时间过短。不管是用的哪种编程语言，一般都有现成的HTTP库，服务端一般都会有几个timeout参数，比如golang的HTTP服务框架里有个写超时（WriteTimeout），假设设置了2s，那它的含义就是，服务端在收到请求后需要在2s内处理完并将结果写到响应中，如果等不到，就会将连接给断掉。
比如你的接口处理时间是5s，而你的WriteTimeout却只有2s，在没等到响应写完之前，HTTP框架就会主动将连接给断开。nginx此时就有可能收到四次挥手的FIN报文（有些框架也可能发RST报文），然后断开连接，于是客户端就会收到一个502报错。
遇到这种问题，将WriteTimeout的时间调大一些就好了。
第二个原因，也是造成502状态码最常见的原因，就是服务端应用进程崩了（crash）。
服务端崩了，也就是当前没有一个进程在监听服务器端口，而此时你却尝试向一个不存在的端口发数据，服务器的linux内核协议栈就会响应一个RST数据包。同样，这时候nginx也会给客户端一个502。
在开发过程中，这种情况是最常见的。
现在我们大部分的服务器都会将挂掉的服务重启，因此我们需要判断下服务是否曾经崩溃过。
如果你有对服务端的cpu或者内存做过监控，可以看下CPU或内存的监控图是否出现过断崖式的突然下跌。如果有，十有八九百，就是你的服务端应用程序曾经崩溃过。
除此之外你还通过下面的命令，看下进程上次的启动时间是什么时候。
ps -o lstart {pid}
比如我要看的进程id是13515，命令就需要像下面这样。
# ps -o lstart 13515
STARTED
Wed Aug 31 14:28:53 2022
可以看到它上次的启动时间是8月31日，这个时间如果跟你印象中的操作时间有差距，那说明进程可能是崩了之后被重新拉起了。
遇到这种问题，最重要的是找出崩溃的原因，崩溃的原因就多种多样了，比如，对未初始化的内存地址进行写操作，或者内存访问越界（数组arr长度明明只有2，代码却读arr[3]）。
这种情况几乎都是程序有代码逻辑问题，崩溃一般也会留下代码堆栈，可以根据堆栈报错去排查问题，修复之后就好了。比如下面这张图是golang的报错堆栈信息，其他语言的也类似。
不打印堆栈的情况
但有一些情况，有时候根本不留下堆栈。
比如内存泄露导致进程占用内存越来越多，最后导致超过服务器的最大内存限制，触发OOM（out of memory）, 进程直接就被操作系统kill掉。
还有更隐蔽的，代码逻辑里隐藏了主动退出进程的操作。比如golang的日志打印里有个方法叫log.Fatalln()，打印完日志还会顺便执行os.Exit()直接退出进程，对源码不了解的新手很容易犯这个错。
如果你很明确，你的服务没有崩过。那继续往下看。
网关将请求打到了一个不存在的IP上
nginx是通过配置的形式来代理多个服务器。这个配置一般是放在 /etc/nginx/nginx.conf 中。
打开它，你可能会看到类似下面这样的信息。
upstream xiaobaidebug.top {
server 10.14.12.19:9235 weight=2;
server 10.14.16.13:8145 weight=5;
server 10.14.12.133:9702 weight=8;
server 10.14.11.15:7035 weight=10;
}
上面配置的含义是，如果客户端访问xiaobaidebug.top域名，nginx就会将客户端的请求转发到下面的4个服务器ip上，ip边上还有个weight权重，权重越高，被转发到的次数就越多。
可以看出，nginx具有相当丰富的配置能力。但要注意的是，这些个文件是需要自己手动配置的。对于服务器少，且不怎么变化的情况，这当然没问题。
但现在已经是云原生时代了，很多公司内部都有自己的云产品，服务自然也会上云。一般来说每次更新服务，都可能会将服务部署到一台新的机器上。而这个ip也会随着改变，难道每发布一次服务，都需要手动去nginx上改配置吗？这显然不现实。
如果能在服务启动时，让服务主动将自己的ip告诉nginx，然后nginx自己生成这样的一个配置并重新加载，那事情就简单多了。
为了实现这样一个服务注册的功能，不少公司都会基于nginx进行二次开发。
但如果这个服务注册功能有问题，比方说服务启动后，新服务没注册上，但老服务已经被销毁了。这时候nginx还将请求打到老服务的IP上，由于老服务所在的机器已经没有这个服务了，所以服务器内核就会响应RST，nginx收到RST后回复502给客户端。
要排查这种问题也不难。
这个时候，你可以看下nginx侧是否有打印相关的日志，看下转发的IP端口是否符合预期。
如果不符合预期，可以去找找做这个基础组件的同事，进行一波友好的交流。
总结
HTTP状态码用来表示响应结果的状态，其中200是正常响应，4xx是客户端错误，5xx是服务端错误。
客户端和服务端之间加入nginx，可以起到反向代理和负载均衡的作用，客户端只管向nginx请求数据，并不关心这个请求具体由哪个服务器来处理。
后端服务端应用如果发生崩溃，nginx在访问服务端时会收到服务端返回的RST报文，然后给客户端返回502报错。502并不是服务端应用发出的，而是nginx发出的。因此发生502时，后端服务端很可能没有没有相关的502日志，需要在nginx侧才能看到这条502日志。
如果发现502，优先通过监控排查服务端应用是否发生过崩溃重启，如果是的话，再看下是否留下过崩溃堆栈日志，如果没有日志，看下是否可能是oom或者是其他原因导致进程主动退出。如果进程也没崩溃过，去排查下nginx的日志，看下是否将请求打到了某个不知名IP端口上。
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